Термореле Советский патент 1981 года по МПК H01H37/40 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах терморегулирования и термосигналиэации в различных приборах и устройствах, где необходимо поддерживать неизменную рабочую температуру.

Известны термореле, содержащие корпус, основание, хлопающий биметаллический диск, воздействующий на контактную систему l.

Недостатком указанного устройства является сложность и трудоемкость изготовления данной конструкции.

Наиболее близким по технической сущности является термореле, содержащее корпус, контактную систему, размещенную в одном из торцов корпуса, и хлопающий биметаллический диск, установленный в другом торце корпуса с зазором относительно опорной изоляционной детали

Недостатком указанного устройства является большая величина порога срабатывания хлопающего биметаллического диска, уменьшение которой приводит к резкому уменьшению жесткости хлопающего биметаллического диска, а следовательно, и к нестабильности срабатывания.

Цель изобретения - повышение надежности срабатывания.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что термореле снабжено другим хлопающим биметаллическим диском,,указанные хлопающие биметаллические диски установлены соосно друг с другом так, что один из хлопающих биметаллических дис10ков свободно расположен внутри другого диска, причем внутренний хлопающий биметаллический диск имеет температуру срабатывания в 1,11,3 большую, чем наружний хлопаю15щий биметаллический диск, опорная изоляционная деталь вьтолнена в виде полого цилиндра, установленного так, что он прилегает к внутренней стенке корпуса, а указанный зазор между

20 внутренним хлопающим биметаллическим диском и опорной изоляционной деталью равен 0,2-0,3 высоты внутреннего хлопающего биметаллического диска.

25

На фиг. 1 изображено термореле, общий ВИД , на фиг. 2 - диаграмма . деформации хлопагацих биметаллических дисков при изменении температури; на фиг. 3 - положение хлопаю30 щих биметаллических дисков в момент

срабатывания; на фиг. 4 - то же, в момент возврата.

Конструктивно термор ле представляет собой корпус 1, в котором выполнено два кольцевых выступа 2 и 3, причем выступ 2 служит для обеспечения необходимого зазора А при установке контактной системы, а выступ

3служит для обеспечения необходимого зазора между контактами при хлопании биметаллических дисков-сфер внутренней 4 и наружной 5. Хлопающие биметаллические диски, или как их называют, сферы, вьтолнены с внутренним активным слоем.

Контактная система состоит из размьжающих контактов 6, закрепленны на электропроводящих стойках 7, одновременно являющихся и токовыводами термореле. Указанные электропроводящие стойки 7 проходят черезизоляционную плату 8, которая закреплена в полом цилиндре 9-. На возвратной пружине 10, обеспечивающей необходимое контактное нажатие в замкнутых контактах, закреплены подвижный контакт и толкатель 11, служащий для размыкания контактов при перемещении хлопакхцих биметаллических дисков. Резьбовым окончанием 12 термореле крепится на объекте.

Работа термореле происходит следующим образом.

При нормальной температуре хлопающие бнметгшлические диски 4 и 5 сохраняют свою форму за счет внутреннего напряжения, появившегося при их изготовлении, и контакты термореле замкнуты.

При повышении температуры активный слой хлопающих биметаллических дисков расширяется больше, чем пассивный, вследствие этого возникает температурное усилие, стремящееся изменить знак кривизны сфер. Под действием этого усилия хлопающие биметаллические диски-сферы сначала начинают плавно деформироваться, а затем при достижении температуры срабатывания (фиг.З) наружная хлопающая биметаллическая сфера 5 щелчком изменяет знак своей кривизны и при условии Tj-p 1,1-1,3 Т(р5 внутренний хлопающий биметаллический диск 4 под воздействием усилия сферы 5 также изменит знак своей кривизны. Вследствие этого толкатель 11 переместится и контакты б разомкнутся. При понижении температуры хлопающие биметаллические диски

4и 5 стремятся вернуться в исходное положение, также как и при срабатывании, сначала происходит плавная деформация, а при уменьшении температуры до Т 5,4 (фиг. 4) внутренняя сфера 4 щелчком изменяет знак своей кривизны. Под воздействием усилий, развиваемых сферой 4

и возвратной пружиной, сфера 5 такж : щелчком изменит знак своей кривизны и контакты 6 замкнутся.

Следовательно, порог срабатывания предлагаемого термореле будет равен

т Т - т

срБ ср4

(фиг,2), в то время как в известном термореле (с одной сферой) порог срабатывания будет равен иЛи TJ или Tg-, то есть в несколько раз больше.

Обычно при проектировании термореле зазор между сферой и упорами выбирается равным или несколько большим плавной деформации сферы (f , что должно гарантировать отсутствие плавного размыкания или замыкания контактов, однако под воздействием таких факторов, как скорость изменения температуры, условия теплопередачи, изменения свойств биметаллических сфер во время и т.п. величина плавной деформации сферы может значительно увеличиться, что приводит в известных термореле к плавному размыканию или замыканию контактов к дребезгу (многократному срабатыванию) , то есть к нестабильной работе и даже выходу его из строя из-за подгорания контактов.

В предлагаемом термореле этот недостаток полностью устранен, так как экспериментально опредепено, что плавная деформация сфер до перещелкивания составляет (О,5-0,6)h, где h - высота сферы, тогда, при выполнении условия Тср4 1Д-1/3 Трру к моменту перещелкивания сферы 5 сфера 4 деформируется на величину (0,2-0,3)h и, следовательно, периферийная кромка сферы 4 поднимается на величину, равную (0,2-0,3)h, то есть в момент перещелкивания коснется полого цилиндра 9, поэтому при увеличении температуры срабатывания биметаллической сферы 5 в известном термореле перемещение толкателя 11 будет происходить по кривой 2, а в предлагаемом за счет наличия биметаллической сферы 4 (фиг.З) по кривой 1 (фиг.2), то есть плавное размыкание контактов исключено. Аналогичйо происходит и при замыкании контактов, в известном термореле толкатель перемещается на величину cfg и при уменьшении температуры возврата Т перемещение будет определяться кривой 3, а в предлагаемом термореле за счет наличия хлопающего биметаллического диска 5 (фиг.4), толкатель 11 переместится на величину tTg и при уменьшении Tg перемещение будет определяться кривой 4 (фиг.2). Таким образом, перемещение толкателя 11 при изменении температуры срабатывания биметаллических дисков-сфер в предлагаемом термореле в несколько раз меньше, чем в известном. Это полностью устраняет плавное размыкание или замыкание контактов, обесаечивает стабильность и надежность его работы в приборах.

В настоящее время для работы в системах терморегулирования требуются термореле на различные температуры срабатывания (от 40 до ) с малым порогом срабатывания (до десятых долей с). Изготовление известных термореле в серийном производстве технологически очень сложная задачау так как на згщанные значения температуры срабатывания и возврата Tg при Т - TIJ, не превышающем , биметаллические сферы получить очень сложно. В предлагаемом термореле за счет наличия двух хлопающих биметаллических дисков эта задача значительно упрощается.

I

Действительно, изготовляется партия сфер на необходимые температуры срабатывания , и Tcps. порогом срабатывания, равным т - Тд 20-30 С, после чего сферы попарно комплектуют, причем одну подбирают по заданной величине Тср2 вторую по Т(р2 при этом необходимо лишь выполнить условие, чтобы Tgp / 3 Ttp2 о не представляет большой сложности.

Кроме того, в практике использования известных термореле в системах терморегулирования имеются случаи залипания, то есть термореле не срабатывает даже при значительном повьпиении температуры, что часто проводит к выходу из строя 7 дорогостоящих приборов и машин. В предлагаемом термореле это практически исключено, так как при несрабатывании наружной сферы при температуре в 1,1-1,3 раза большей номинальной сработает внутренняя сфера и разом разомкнет контакты, то есть при правильном проектировании систе терморегулирове1ния аварии не будет, что

говорит о повышенной надежности предпоженного тёрмореле.

Использование изобретения позволяет создать технологичную в серийном производстве конструкцию дешевого термореле с малым порогом срабатывания, с повышенной стабильностью и надежностью работы.

Формула изобретения

to

Термореле, содержащее корпус, контактную систему, размещенную в одном из торцов корпуса, и хлопающий биметаллический диск, установленный

в другом торце корпуса с зазором относительно опорной изоляционной детали, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено другим хлопающим

биметаллическим диском, указанные хлопающие биметаллические диски установлены соосно друг с другсм так, что один из хлопающих биметаллических дисков свободно расположен внутри другого хлопающего биметаллического диска, причем внутренний хлопающий биметаллический диск имеет .температуру срабатывания в 1,1-1,3 большую, чем наружный

хлопающий биметаллический диск,

опорная изоляционная деталь выполнена в виде полого цилиндра, установленного так, что он прилегает к внутренней стенке корпуса, а указанный зазор между внутренним хлопающим

биметаллическим диском и опорной изоляционной деталью равен 0,2-0,3 высоты внутреннего хлопающего биметаллического диска.

Источники информации;

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 2636098, кл. 337-89, 1953.

2.Авторскоэ свидетельство СССР №470874. кл. Н 01 Н 37/40, 1974.